水煤浆是一种新型高效清洁的煤基燃料,是世界石油危机以后开发的煤炭高新技术产品,是燃料家族的新成员。
水煤浆(简称CWM)是一种经济、洁净、可替代石油和天然气的煤基流体原料,它是一种将一定粒度分布的煤粉分散于水介质中制成的高浓度煤/水分散体系。水煤浆既保持了煤炭原有的物理特性,又具有象石油一样的流动性和稳定性,在运输、储存、泵送等方面以及雾化燃烧和燃烧的调节控制等方面都与石油相近。在实际应用中,2.1t水煤浆能量相当于1t石油的能量,但成本远低于石油。在环保方面,由于煤粉经过洗选本身硫份和灰分降低约40%,又由于水煤浆锅炉比燃煤锅炉燃烧时温度低200℃左右,NOX排放量也大幅度降低,明显净化了空气。因此水煤浆技术的推广应用对于推进我市煤代油及提高环境质量具有重要意义。
一、 国内外水煤浆技术发展现状
自七十年代石油危机以来,世界主要发达国家如美国、日本、加拿大、瑞典、意大利、英国、法国和俄罗斯都相继投入了大量人力、物力、和财力寻求代油原料,进行水煤浆的研究开发,目前国外水煤浆技术已趋成熟,建成了一大批水煤浆厂,达到了工业应用水平。国外水煤浆主要用于发电,具代表性的有:俄罗斯建有世界规模最大的水煤浆制备—管道输送—发电工程,水煤浆生产能力达5Mt/a,管输距离260km;美国的水煤浆发电工程,运距439km,年运煤量4.5Mt;日本的发电工程,运距9km年产水煤浆0.5Mt。此外,法国、意大利、瑞典也有成功的商业化应用经验。
我国每年净进口石油7000万吨,每年烧掉的重油总计约3000万吨,石油资源的短缺已使煤代油重新提到议事日程。国家经贸委已规划在“十五”期间通过各种途径减少燃料的消费,洁净煤技术将成为缓解我国石油供需矛盾的主要技术途径。
我国自1981年开始从事水煤浆的技术研究。在六五~九五期间,国家给予水煤浆技术发展很大支持,国家科委累计拨款1088万元,国家计委拿出2亿元投入水煤浆示范厂建设,煤炭部也投入资金100多万元。全国目前已建成水煤浆厂8座(包括试验厂)形成总能力1.5Mt/a。其中八一矿浆厂、北京浆厂、兖日浆厂分别为25万t/a,白杨河电厂浆厂60万t/a,胜利矿浆厂7万t/a,邢台东庞矿浆厂18万t/a,株州和大同分别为3万t/a。近年来,水煤浆的发展迎来了新的高峰,拟建中的水煤浆厂很多,其中大同浆厂拟扩建年产30~100万吨水煤浆厂。目前我国在环保型水煤浆、精细水煤浆、汽化水煤浆等方面也取得了较大的进展。我国的水煤浆已成功地应用于电站锅炉、工业锅炉(燃油、燃煤锅炉经改造)、工业窑炉。
二、水煤浆生产工艺
水煤浆生产工艺通常包括给料、破碎与磨矿、搅拌、调制和滤浆等环节。添加剂是制备高浓度水煤浆的关键技术之一。添加剂可以改善煤于水之间的作用,使煤颗粒充分地润湿并分散在水介质中,提高煤水悬浮体系的稳定性。通常需要加入分散剂、稳定剂以及PH调整剂、消泡剂、杀菌剂等。
八一燎原水煤浆